中国热点化工产品市场分析285

可生物降解塑料产业期待政策激发
□   国家环保产品质量监督检验中心   肖军  王洪涛  郭丽敏  李东萱
　　20世纪90年代，知识经济和循环经济成为国际社会的两大发展趋势。循环经济实质上是一种生态经济，要求
将经济活动按照自然生态系统的模式，组织成一个“资源－产品－再生资源”的物质反复循环流动的过程，使得整
个系统以及生产和消费的过程中基本不产生或者只产生很少的废物，从而根本解决长期以来环境与发展之间的冲
突。
　　降解材料尤其是生物降解材料具有重复循环使用的性能和丢弃后短期降解的独特优势，因此从能源替代、二氧
化碳减排、环境保护等社会可持续发展的战略高度来看，发展生物降解材料具有重要的现实意义。所谓生物降解材
料是指能够在生物作用下发生降解、同化，最终形成二氧化碳和水的材料。目前研发的生物降解材料已有几十种，
进入批量生产和工业化的品种有微生物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯(PHA、PHB、PHBV等)；化学合成的聚乳酸(PLA)、
聚己内酯(PCL)、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)、脂肪族/芳香族共聚酯、CO2/环氧化合物共聚物(APC)、聚乙烯醇
(PVA)等；天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物、塑料合金，如淀粉/PVA、淀粉/PCL、淀粉/PLA等。20
世纪90年代以来，我国降解塑料研究和生产蓬勃发展。据不完全统计，从事科研、开发和生产的单位超过60家，
已建成的生产线超过60条。

多种生物降解材料齐竞技
　　●淀粉基生物降解材料——更新换代加速
　　淀粉由于其具有原料丰富、可以再生、能够完全降解、在一定工艺条件下具有热塑性、加工设备简便等特点已
成为目前研究的热点，并成为市场上可降解材料的主要品种。淀粉基塑料可以分为填充型、共混型和全淀粉塑料等
三类。
　　目前我国淀粉基塑料主要是填充型淀粉塑料，其制品的淀粉含量一般为10%～30%，但由于除淀粉外其他成分
是不可降解的，淀粉部分降解后，塑料分解为碎屑，更不利于回收，此类塑料产品已属于逐步淘汰型品种。共混型
淀粉塑料是指淀粉或改性淀粉与合成的生物材料（PVA、PHB、PHV、PHB-PHV、PCL等）共混，与单独的合成聚合物
相比，其具有较快的降解速度和较好的力学性能，部分产品可完全降解。全淀粉塑料也称为热塑性淀粉塑料，是将
淀粉分子变构而无序化，形成具有热塑性的淀粉树脂，再加入极少量的增塑剂等助剂，其淀粉含量在90%以上，且
其他添加组分可完全降解。全淀粉塑料是真正的完全降解塑料，其成本与常规塑料更为接近，是最具发展前途的可
降解淀粉塑料。
　　目前，日本住友商事会社、日本谷物淀粉公司、美国Novon International公司、意大利Ferruzzi公司和
Novamont公司等已宣布研制成功全淀粉降解塑料，淀粉含量在90%～100%，可在1～12个月内完全生物降解且不留
任何痕迹、无污染，可用于制造各种容器、薄膜和垃圾袋等。但由于产品价格较高,现阶段还只能用于制作高级化
妆品和美国海军出海食品的包装容器。其中美国Novon International公司的“NOVON”全淀粉塑料产品的生产能
力已达到4.5万t/a,意大利Novamont公司开发的“Mater Bi”全淀粉塑料产品的生产能力已达到1万t/a 。
　　●PLA——源于自然  归于自然
　　聚乳酸(PLA)也称为聚丙交酯，是一种具有良好生物降解和生物相容性的合成高分子材料，可在使用到一定时
间后逐渐降解，并最终变成对人类、动植物和自然环境无害的水和二氧化碳。
　　PLA的合成通常有三种方法，一种是乳酸直接缩合法，这种方法生产工艺简单，是降低PLA成本的重要途径之
一，但缩聚反应进行到一定程度时体系会出现平衡态，因此很难得到高分子量的PLA；第二种是先由乳酸合成丙交
酯，再在催化剂作用下开环聚合，目前制备高分子量的PLA一般采用这种方法，但该方法在聚合时对催化剂纯度、
单体纯度要求极高，即使是极微量的杂质也会使PLA的分子量低于67万，而且聚合条件如温度、压力、催化剂的
种类和用量、反应时间等也会极大地影响PLA的分子量，所以高分子量PLA的合成是一个技术难点；第三种是固相
聚合法，是将直接聚合法得到的低分子量树脂在减压真空、温度在Tg～Tm之间的条件下进行聚合得到。
　　中科院长春应化所与浙江海正集团合作已经建成了国内最大的5000t/a PLA生产装置，产品各项性能指标全面
达到或部分超过美国Cargill Dow公司的同类产品水平，远销西欧和日本等国。2007年5月17日，日本化纤协会
公布东丽公司最近成功开发出将以PLA和纤维素为主要成分的植物纤维进行混炼，使用耐热性、刚性及成型性较好
的植物纤维强化PLA塑料。与传统的PLA塑料相比，该混炼物的刚性成倍增长、成型时间大幅缩短。目前，东丽公
司正在拓展该产品在汽车零部件、电气电子部件、土木、建筑材料、家具等领域的应用。
　　●PBS——完全生物降解聚合物
　　聚丁二酸丁二醇酯（PBS）是由丁二酸和丁二醇经缩聚制得的一类脂肪族聚酯。与其他脂肪族聚酯相比，PBS
不仅具有较高的熔点，并且具有相对高的玻璃化转变温度、拉伸强度及硬度，以及与低密度聚乙烯相媲美的强度和
轫性。此外，PBS具有优异的生物降解性，在自然条件下可100%分解成H2O和CO2，是国际上公认的可完全生物降
解的聚合物。
　　PBS的合成原料既可以从石油资源获得，也可以通过生物资源发酵得到。产品广泛用于包装、餐具、一次性医
疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。
　　目前，利用PBS及其共聚物为基础材料制造各种高分子量聚酯技术已在国内实现工业化生产。清华大学与安徽
安庆和兴公司合作开发的1万t/a生产线已投入运营，产品主要应用在注塑及薄膜领域；浙江杭州鑫富药业公司与
中科院合作，建立了3000t/a的生产线；国内研究PBS的单位主要有中科院理化技术研究所、清华大学、四川大学
等。浙江杭州鑫富药业公司和安徽安庆和兴公司的PBS产品已推向市场，可用于注塑、挤出吹膜等成型工艺，新疆
蓝山屯河聚酯有限公司正在采用四川大学开发的新一代合成技术生产PBS产品。国外方面，日本三菱化学公司和昭
和高分子公司均已实现PBS的工业化生产，商品名分别为Greenpla和Bionolle，产品主要应用于注塑领域，而
Bionolle在食品应用领域受到限制。德国巴斯夫的Ecoflex产品已经形成年产7000t的产量。
　　●CO2基共聚物——变废为宝
　　将CO2合成为高分子产物的关键是催化剂技术，其合成不必经过高能耗的还原过程，既能保护地球环境又可得
到一类颇具特色的新型材料。
　　河南天冠集团与中山大学合作，以酒精发酵过程中产生的CO2为原料，2005年建成50t/a的中试生产线，目
前正在建设5000t/a的生产线；内蒙古蒙西集团采用长春应化所的技术，利用水泥生产过程中的CO2，已建成3000t/a
APC装置，产品主要应用于包装和医用材料领域；此外，中科院长春应化所与中海油合作，正在海南东方化工城兴
建CO2共聚物可降解塑料项目，装置设计能力为3000t/a；江苏泰兴利用中科院广州化学所开发的低分子量CO2共
聚物技术建设的规模为1万t/a装置已投产，品种是低相对分子量APC，主要用作聚氨酯发泡材料的原料，进而用
作家用电器等的包装。

期待政策支持  促行业快速发展
　　保护环境、可持续发展已成为当今世界各国的共识，随着人们环保意识的增强以及环保法规的完善，可生物降
解高分子材料的发展前景十分光明。但在产业发展初期，国家应出台相应的措施鼓励支持生物降解产业的发展，例
如，对生物降解塑料制品的应用和发展采取补贴政策。中央财政可通过科技攻关资金、贴息等进行补贴，国家可以
考虑对利用生物质原料生产生物降解塑料的企业采用低息贷款政策、技术改造专项贷款、信用担保政策等来鼓励产
业发展。另一方面，在税收政策上，可以对生物降解塑料产品的进口给予关税上的优惠。